[發明專利]熔煉設備以及熔煉方法

在審

• 申請號: 201610540739.0
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN107586965A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;李桂鵬;王學澤;鄭東升
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: C22B9/22
• 分類號: C22B9/22;F27B14/02;F27B14/06;F27B14/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 高靜,吳敏

技術領域

本發明涉及金屬熔煉技術領域，特別涉及一種熔煉設備以及熔煉方法。

背景技術

電子束熔煉爐(Electron Beam Refine Furnace，EB爐)，是利用高速運動電子的動能轉換成熱能作為熱源，將金屬熔化成鑄錠的一種真空熔煉設備。由于EB爐真空度高，提純效果好，可以同時去除金屬中的非金屬元素雜質與低熔點金屬雜質，因此廣泛用于生產潔凈金屬，對于高純難熔金屬以及難熔金屬合金生產領域發揮著重要作用。

電子束熔煉爐在較高真空條件下用一個或多個電子槍陰極發射的高速電子束轟擊高溫難熔金屬，由電子束動能轉化為熱能來加熱熔化金屬形成流動性的金屬液滴，金屬液滴落入水冷結晶器或鑄錠的模具內，聚集成熔池，然后冷凝成鑄錠。

然而，現有技術熔煉制造的鑄錠的質量有待進一步提高。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種熔煉設備以及熔煉方法，提高制造的鑄錠的質量。

為解決上述問題，本發明提供一種熔煉設備，包括：結晶器；拉錠機構，所述拉錠機構與所述結晶器底部相連；振動機構，所述振動機構適于使所述拉錠機構進行振動。

可選的，所述振動機構位于所述拉錠機構內部。

可選的，所述振動機構位于所述拉錠機構外部且與所述拉錠機構相連接。

可選的，所述振動機構為激振器或振動電機。

可選的，所述拉錠機構包括拉錠底座以及與所述拉錠底座相連的拉錠桿，其中，所述拉錠底座與所述結晶器底部相連。

可選的，所述振動機構與所述拉錠底座相連；或者，所述振動機構位于所述拉錠底座內。

可選的，所述結晶器底部為中空結構，且所述結晶器與所述拉錠底座相連圍成器皿區，所述器皿區用于聚集熔融金屬形成鑄錠。

可選的，所述結晶器具有可移動底座，且所述可移動底座與所述拉錠底座相連，所述可移動底座適于在拉錠機構的作用下移動。

可選的，所述熔煉設備還包括，第一控制系統，用于控制所述拉錠機構的拉錠速率。

可選的，所述熔煉設備還包括，第二控制系統，用于控制所述振動機構的振動參數。

可選的，所述結晶器為水冷坩堝。

可選的，所述熔煉設備還包括，熔煉爐體，且所述結晶器位于所述熔煉爐體內；且所述熔煉爐體內還具有電子槍。

可選的，所述熔煉設備還包括，冷卻腔室，所述拉錠機構位于所述冷卻腔室內。

可選的，所述冷卻腔室的腔壁為夾層結構，且所述夾層結構內設置有冷卻循環水。

本發明還提供一種熔煉方法，包括：提供前述的熔煉設備；提供金屬坯料；對所述金屬坯料進行熔煉形成熔池，所述熔池內具有熔融金屬；將所述熔融金屬注入至所述結晶器內；采用所述拉錠機構對位于所述結晶器內的熔融金屬進行拉錠處理形成鑄錠；其中，在所述拉錠處理過程中，所述振動機構使所述拉錠機構進行振動。

可選的，所述拉錠處理過程中，拉錠速率與所述金屬坯料熔化速度相同。

可選的，所述振動機構使所述拉錠機構進行振動的參數包括：振動幅度為±3mm，振動頻率為10～35khz。

可選的，所述鑄錠的材料包括鎢、鋯、鉻、鉿、銅、鉬、鉭、鈦或鈮中的一種或多種。

可選的，采用電子束熔煉技術進行所述熔煉。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

本發明提供的熔煉設備中，包括結晶器，與結晶器底部相連的拉錠結構；還包括振動機構，所述振動機構適于使所述拉錠機構進行振動。因此，在采用本發明提供的熔煉設備進行熔煉形成鑄錠過程中，拉錠機構在拉錠過程中鑄錠會受到拉錠機構的振動影響而進行振動，使鑄錠內原有的晶粒組織在沒有成形之前受到外力作用而破裂，原有的晶粒組織被分割成多個部分，從而達到細晶強化的效果，減小制造的鑄錠的晶粒尺寸，提高鑄錠的質量。

可選方案中，所述拉錠機構包括與結晶器底部相連的拉錠底座，且所述振動機構位于所述拉錠底座內，使得向鑄錠提供的振動源與鑄錠之間的距離近，從而減小振動能量的損失。

可選方案中，所述熔煉設備還包括第二控制系統，所述第二控制系統控制所述振動機構的振動參數，因此，針對鑄錠的材料不同，可以使振動機構相應輸出不同的振動參數。